Автоматизированный сварочный центр для трубных узлов QLH1015‑TWB10

Автоматизированная установка QLH1015‑TWB10 предназначена для механизированной MIG/MAG-сварки кольцевых соединений труб, отводов, фланцев и других элементов трубопроводных узлов. Оборудование объединяет в одном комплексе вращатель заготовки, систему опор и прижима, передвижную сварочную колонну, механизм колебаний горелки, систему слежения за швом и сварочный источник AOTAI NBC‑500P Plus.

Заготовка закрепляется в сварочном патроне и дополнительно поддерживается роликовыми опорами. В процессе сварки изделие равномерно вращается, а сварочная горелка остаётся в установленной рабочей зоне. Благодаря этому кольцевой шов выполняется непрерывно, в стабильном пространственном положении и с заданной скоростью.

Установка рассчитана на обработку трубных узлов диаметром от 40 до 580 мм, длиной до 4000 мм и массой до 1000 кг.

Назначение установки

Сварочный центр может применяться для изготовления:

• трубных секций и трубопроводных узлов;
• соединений «труба–труба»;
• соединений «труба–отвод»;
• соединений «труба–фланец»;
• патрубков и переходных элементов;
• цилиндрических деталей с кольцевыми швами;
• элементов технологических трубопроводов;
• узлов котельного и теплообменного оборудования;
• трубных заготовок для энергетической, нефтегазовой, химической и машиностроительной промышленности.

Конструкция позволяет работать как с прямыми трубами, так и со сборочными единицами сложной формы, включая трубы с приваренными отводами. Компоновкой предусмотрена свободная зона для вращения габаритных элементов трубного узла.

Принцип работы

Трубная заготовка устанавливается одним концом в сварочный патрон WP600. Другой участок трубы размещается на регулируемых роликовых опорах.

Для стабилизации положения используются:

• три передвижные опорные роликовые группы;
• два прижимных роликовых устройства;
• регулируемые по высоте элементы позиционирования.

После установки и выверки заготовки сварочная колонна перемещается вдоль направляющих в район соединения. Горелка выставляется относительно шва по горизонтали, вертикали и углу наклона.

Система слежения ST‑05 контролирует положение стыка и компенсирует отклонение сварочной горелки относительно линии соединения. Осциллятор BD‑SWG обеспечивает поперечные колебания горелки при сварке швов, для которых требуется заданная ширина валика и управляемое формирование сварочной ванны.

Во время рабочего цикла позиционер вращает трубный узел со скоростью 0,1–1 об/мин. Сварочный процесс выполняется непрерывно по всей окружности соединения.

Основные технические характеристики

Сварочный позиционер TWB10

Вращатель TWB10 служит для закрепления, поддержки и равномерного вращения трубного узла во время сварки.

Массивная сварная станина обеспечивает жёсткость конструкции и устойчивость оборудования при работе с длинномерными заготовками. Передняя бабка оснащена приводным сварочным патроном WP600 с регулируемыми кулачками.

Патрон выполняет несколько функций:

• закрепляет один конец трубной заготовки;
• передаёт изделию вращающий момент;
• удерживает ось трубы в установленном положении;
• обеспечивает равномерное вращение при сварке кольцевого шва;
• позволяет устанавливать трубы и фланцевые детали различного диаметра.

Частота вращения регулируется в диапазоне 0,1–1 об/мин. Такой диапазон позволяет согласовать скорость вращения изделия со скоростью сварки, диаметром трубы, типом соединения и выбранным режимом MIG/MAG-процесса.

Высота оси вращения составляет 1250 мм. Это обеспечивает удобное расположение сварочной зоны и достаточное пространство для вращения трубных узлов с отводами и другими выступающими элементами.

Опорные роликовые группы

Для поддержки длинномерной заготовки предусмотрены три роликовые опоры. Они принимают на себя массу свободной части трубы, уменьшают нагрузку на сварочный патрон и предотвращают прогиб заготовки.

Каждая опора имеет регулируемую конструкцию и устанавливается в требуемой точке вдоль основания. Размещение опор выбирается с учётом:

• длины трубного узла;
• массы заготовки;
• положения центра тяжести;
• диаметра трубы;
• расположения привариваемых деталей.

Ролики обеспечивают свободное вращение трубы и поддерживают её соосность относительно патрона. Передвижная конструкция позволяет быстро перенастраивать установку при переходе на заготовку другого размера.

Преимущества применения трёх опор:

• равномерное распределение массы изделия;
• снижение изгибающей нагрузки на патрон;
• уменьшение прогиба длинной трубы;
• более стабильное положение сварного стыка;
• плавное вращение заготовки;
• возможность работы с трубами различной длины.

Прижимные ролики

Два верхних прижимных устройства дополнительно фиксируют трубную заготовку на опорах. Они препятствуют подъёму, смещению и вибрации трубы во время вращения.

Прижимные ролики особенно полезны при работе:

• с трубами небольшой массы;
• с неуравновешенными трубными узлами;
• с деталями, имеющими отводы или фланцы;
• с заготовками со смещённым центром тяжести;
• при пуске, остановке и изменении направления вращения.

Прижим регулируется вручную. Это позволяет настроить усилие контакта с учётом диаметра и жёсткости конкретной трубы.

Передвижная сварочная колонна QLH1015

Сварочный модуль выполнен в виде колонны с горизонтальной консолью и устанавливается на передвижной тележке. Тележка перемещается по отдельному рельсовому пути вдоль обрабатываемой заготовки.

Продольный ход составляет 5000 мм, что позволяет подводить сварочную головку к соединениям, расположенным в разных местах трубного узла, без повторной установки всей заготовки.

Вертикальный ход консоли составляет 1000 мм, горизонтальный — 1500 мм. Благодаря этому сварочную горелку можно точно позиционировать относительно труб разных диаметров и соединений различной конфигурации.

Конструкция колонны обеспечивает:

• продольное перемещение вдоль трубы;
• вертикальную настройку положения горелки;
• горизонтальный вылет сварочной консоли;
• поворот консоли относительно колонны;
• регулировку наклона и вылета сварочной головки;
• отвод горелки из рабочей зоны при установке заготовки.

Ручное установочное перемещение делает конструкцию надёжной, понятной в обслуживании и удобной при мелкосерийном и серийном производстве трубных узлов.

Сварочная головка

На конце консоли установлен комплекс сварочной головки, включающий:

• MIG/MAG-горелку;
• механизм поперечных колебаний;
• регулируемый держатель горелки;
• систему слежения за швом;
• механизмы точной настройки;
• элементы изменения угла наклона;
• токоподвод и шланговый пакет;
• направляющие для корректировки положения головки.

Горелка может регулироваться по высоте, поперечному положению и углу наклона. Это позволяет точно выставлять вылет электрода и рабочий угол относительно разделки или поверхности соединения.

Продуманная система регулировок упрощает настройку под угловые, стыковые и фланцевые кольцевые соединения.

Система слежения за швом ST‑05

Система ST‑05 предназначена для автоматической коррекции положения сварочной головки относительно линии стыка во время вращения изделия.

Даже при предварительной выверке трубы возможны:

• овальность заготовки;
• радиальное биение;
• отклонение положения фланца;
• смещение кромок;
• неточность сборки;
• изменение положения стыка по окружности.

Система слежения контролирует фактическое положение соединения и передаёт корректирующие команды механизму сварочной головки. За счёт этого горелка удерживается относительно линии шва стабильнее, чем при полностью неподвижной настройке.

Применение трекера способствует:

• сохранению требуемого положения электрода;
• уменьшению риска ухода дуги с линии соединения;
• формированию более равномерного сварного шва;
• снижению зависимости результата от геометрических отклонений заготовки;
• повышению повторяемости сварочного процесса.

Осциллятор BD‑SWG

Электромеханический осциллятор BD‑SWG обеспечивает управляемые поперечные перемещения сварочной горелки.

Колебательное движение применяется для:

• увеличения ширины сварного валика;
• заполнения разделки;
• формирования требуемого профиля шва;
• улучшения сплавления боковых кромок;
• управления тепловложением;
• выполнения многопроходной сварки.

Работа осциллятора задаётся отдельным контроллером. В зависимости от конфигурации соединения оператор может настраивать параметры колебательного движения и согласовывать их со скоростью вращения изделия и режимом сварочного источника.

Сварочный источник AOTAI NBC‑500P Plus

Установка комплектуется промышленным источником AOTAI NBC‑500P Plus, предназначенным для механизированной MIG/MAG-сварки.

Источник используется совместно с отдельным механизмом подачи проволоки и обеспечивает стабильное питание сварочной дуги при продолжительной сварке кольцевых соединений.

В состав сварочного оборудования входят:

• источник AOTAI NBC‑500P Plus;
• механизм подачи сварочной проволоки;
• сварочная MIG/MAG-горелка;
• жидкостная система охлаждения;
• шланговый пакет;
• сварочные кабели;
• органы настройки и управления.

Жидкостное охлаждение позволяет эффективно отводить тепло от горелки и повышает стабильность работы при продолжительных циклах и повышенных сварочных токах.

Преимущества источника AOTAI:

• стабильное горение дуги;
• уверенный перенос металла;
• возможность работы с производительными режимами;
• совместимость с автоматизированной сварочной головкой;
• устойчивость при длительной сварке кольцевого шва;
• точная настройка параметров процесса.

Фактические режимы сварки, допустимые диаметры проволоки и применяемые защитные газы определяются выбранной комплектацией источника и технологией заказчика.

Механизм подачи проволоки

Отдельный механизм подачи устанавливается на сварочной консоли вблизи рабочей головки. Такое размещение сокращает длину канала между подающим механизмом и горелкой и способствует стабильной подаче сварочной проволоки.

Система обеспечивает:

• равномерную подачу проволоки;
• согласование скорости подачи с параметрами источника;
• устойчивость сварочной дуги;
• снижение риска рывков и проскальзывания проволоки;
• удобную замену катушки и обслуживание тракта подачи.

Система управления

Установка оборудована отдельными шкафами и панелями управления для вращателя, сварочной колонны, осциллятора и системы слежения за швом.

С панели оператора выполняются:

• запуск и остановка вращения;
• выбор направления вращения;
• настройка скорости заготовки;
• включение сварочного процесса;
• управление механизмом подачи проволоки;
• настройка сварочных параметров;
• включение системы слежения;
• управление осциллятором;
• остановка оборудования;
• аварийное отключение.

Панель установлена на отдельном держателе и располагается рядом с рабочей зоной. Оператор может контролировать процесс, одновременно наблюдая за положением горелки и формированием шва.

Рельсовая система и кабельные цепи

Сварочная колонна перемещается вдоль отдельного рельсового пути. Такая конструкция обеспечивает стабильную геометрию движения и позволяет обслуживать всю рабочую длину трубного узла.

Электрические кабели, сварочные провода, линии управления и шланги размещаются в гибких кабельных цепях. Они организуют безопасное перемещение коммуникаций вместе с тележкой и защищают их от:

• перегибов;
• запутывания;
• натяжения;
• контакта с движущимися узлами;
• преждевременного механического износа.

Типовая последовательность работы

1. Опорные роликовые группы устанавливаются в соответствии с длиной трубы.
2. Регулируется высота и положение роликов.
3. Один конец трубного узла закрепляется в патроне WP600.
4. Свободная часть заготовки укладывается на три опоры.
5. Заготовка выверяется относительно оси вращения.
6. Прижимные ролики подводятся к поверхности трубы.
7. Сварочная колонна перемещается в район соединения.
8. Настраиваются высота, вылет и угол сварочной горелки.
9. Датчик ST‑05 устанавливается относительно линии стыка.
10. Задаются скорость вращения, параметры источника и режим осцилляции.
11. Выполняется пробное вращение без зажигания дуги.
12. После проверки положения запускается сварочный цикл.
13. Изделие равномерно вращается, а система слежения корректирует положение горелки.
14. После полного оборота сварка прекращается, изделие останавливается.
15. При необходимости выполняется следующий проход.

QLH1015‑TWB10 — это комплексное решение для производительной сварки кольцевых соединений трубных узлов. Установка совмещает точное вращение заготовки, поддержку длинномерных труб, стабилизацию прижимными роликами, механизированную MIG/MAG-сварку, слежение за стыком и управляемые колебания горелки.

Использование единого сварочного центра позволяет повысить производительность, улучшить повторяемость соединений, сократить объём ручных операций и организовать стабильный технологический процесс при изготовлении трубопроводных узлов различной конфигурации.